一种SF6混合气体的补仓方法及装置
本发明公开一种SF6混合气体的补仓方法及装置，包括：基于检测的电气设备内当前的SF6混合气体的混合比、压强和温度，电气设备要求的SF6混合气体中SF6气体的占比额定值和额定压强，计算得到需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比；若需补充SF6气体的占比不小于0且不大于1，则输出SF6储气瓶中的SF6气体和其它气体储气瓶中的其它气体到第一储气罐中，混合均匀后，补仓到电气设备中；若需补充的SF6气体的占比小于0，则根据理想泄压压强与预设压强阈值的大小关系，按照泄压方式将电气设备中的SF6混合气体泄压后，再将SF6混合气体补仓到电气设备中。本发明可精准控制补仓后气体压强为额定压强，混合比符合要求。
发明专利
CN202311684889.5
2023-12-08
CN117685494A
2024-03-12
F17C5/06(2006.01)
国网宁夏电力有限公司%国网宁夏电力有限公司超高压公司%国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
王一波;成诚;吴杨;张源;李秀广;霍耀佳;方济中;韩利;丁宁;李志刚;王立志;蒋超伟;李文;马磊;刘垚
750011 宁夏回族自治区银川市长城东路288号;;
北京润泽恒知识产权代理有限公司
翟磊
宁夏;64
1.一种SF6混合气体的补仓方法，其特征在于，包括： 基于检测的电气设备内当前的SF6混合气体的混合比、压强和温度，以及，所述电气设备要求的SF6混合气体中SF6气体的占比额定值和SF6混合气体的额定压强，计算得到所述电气设备需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比； 若所述需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比不小于0且不大于1，则输出SF6储气瓶中的SF6气体和其它气体储气瓶中的其它气体到第一储气罐中，使SF6气体和其它气体混合均匀后，补仓到所述电气设备中，直到所述电气设备补仓后的SF6混合气体的压强为所述要求的SF6混合气体的额定压强； 若所述需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比小于0，则根据计算得到的理想泄压压强与预设压强阈值的大小关系，按照不同的泄压方式将所述电气设备中的SF6混合气体泄压后，再将SF6混合气体补仓到所述电气设备中，直到所述电气设备补仓后的SF6混合气体的压强为所述要求的SF6混合气体的额定压强； 其中，所述SF6混合气体包括：SF6气体和其它气体，所述其它气体为CF4或N2气体。 2.根据权利要求1所述的SF6混合气体的补仓方法，其特征在于，所述按照不同的泄压方式将所述电气设备中的SF6混合气体泄压后，再将SF6混合气体补仓到所述电气设备中的步骤，包括： 若所述理想泄压压强不小于所述预设压强阈值，则将所述电气设备中的SF6混合气体抽出，直到所述电气设备中的当前的SF6混合气体的压强为预设泄压压强，并吸附抽出的所述SF6混合气体中的至少部分SF6气体，得到剩余SF6混合气体并储存到第二储气罐中； 将所述第二储气罐中的所述剩余SF6混合气体补仓到所述电气设备中； 初次输出SF6储气瓶中的SF6气体和其它气体储气瓶中的其它气体到第一储气罐中，使SF6气体和其它气体混合均匀后，补仓到所述电气设备中，使SF6储气瓶中补仓的SF6气体，其它气体储气瓶中补仓的其它气体，以及，所述第二储气罐中的所述剩余SF6混合气体中所有SF6气体的总占比为所述电气设备需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比； 再次输出SF6储气瓶中的SF6气体和其它气体储气瓶中的其它气体到第一储气罐中，使SF6气体和其它气体混合均匀后，补仓到所述电气设备中，直到所述电气设备补仓后的SF6混合气体的压强为所述要求的SF6混合气体的额定压强； 其中，所述理想泄压压强Pt,S的计算式包括： 其中，C1,S为所述需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比，C1,r和C1,t分别为所述要求的SF6混合气体中SF6气体的占比额定值和所述当前的SF6混合气体中SF6气体的占比，Pr为所述要求的SF6混合气体的额定压强。 3.根据权利要求2所述的SF6混合气体的补仓方法，其特征在于，所述按照不同的泄压方式将所述电气设备中的SF6混合气体泄压后，再将SF6混合气体补仓到所述电气设备中的步骤，包括： 若所述理想泄压压强小于所述预设压强阈值，则将所述电气设备中的SF6混合气体抽出，直到所述电气设备中的当前的SF6混合气体的压强为预设压强阈值，并吸附抽出的所述SF6混合气体中的至少部分SF6气体，得到剩余SF6混合气体并储存到第二储气罐中； 将所述第二储气罐中的所述剩余SF6混合气体补仓到所述电气设备中后，再将其它储气瓶中的其它气体补仓到所述电气设备中，直到所述电气设备中补仓后的SF6混合气体的压强为所述要求的SF6混合气体的额定压强； 返回到计算得到所述电气设备需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比的步骤，重新进行所有步骤，直到所述理想泄压压强不小于所述预设压强阈值，且所述电气设备补仓后的SF6混合气体的压强为所述要求的SF6混合气体的额定压强。 4.根据权利要求1所述的SF6混合气体的补仓方法，其特征在于，所述计算得到所述电气设备需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比的步骤，包括： 基于所述当前的SF6混合气体的混合比和压强，采用道尔顿分压定律，计算所述当前的SF6混合气体的温度下所述当前的SF6混合气体中的SF6气体第一分压和其它气体第一分压； 基于所述SF6气体第一分压，采用Beattie-Bridgman气体状态方程，计算所述当前的SF6混合气体的温度下所述当前的SF6混合气体中的SF6气体的第一密度； 基于所述SF6气体的第一密度，采用Beattie-Bridgman气体状态方程，计算20℃下所述当前的SF6混合气体中的等密度的SF6气体第二分压； 基于所述其它气体第一分压和所述当前的SF6混合气体的温度，计算20℃下所述当前的SF6混合气体中的等密度的其它气体第二分压，其中，所述其它气体第二分压P2,t的计算式为：P2为所述其它气体第一分压，T0为所述当前的SF6混合气体的温度； 计算所述SF6气体第二分压与所述其它气体第二分压的和，得到20℃下所述当前SF6混合气体的压强； 按照混合比计算公式计算得到所述电气设备需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比； 其中，所述混合比计算公式包括： 其中，C1,S为所述需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比，C1,r和C1,t分别为所述要求的SF6混合气体中SF6气体的占比额定值和所述当前的SF6混合气体中SF6气体的占比，Pr为所述要求的SF6混合气体的额定压强。 5.根据权利要求1所述的SF6混合气体的补仓方法，其特征在于，所述输出SF6储气瓶中的SF6气体和其它气体储气瓶中的其它气体到第一储气罐中的过程，设置SF6储气瓶输出的流量和压强分别为第一流量和第一压强，其它气体储气瓶输出的流量和压强分别为第二流量和第一压强； 其中，所述第二流量Q2的计算式包括： 其中，C1,S为所述需补充的SF6混合气体中SF6气体的占比。 6.根据权利要求2所述的SF6混合气体的补仓方法，其特征在于：所述初次输出SF6储气瓶中的SF6气体和其它气体储气瓶中的其它气体到第一储气罐中的过程，设置所述SF6储气瓶输出的流量和持续时间为第三流量和第二时间，其它气体储气瓶输出的流量和持续时间分别为第四流量和第一时间； 其中，所述第一时间t1的计算式包括： 其中，所述第二时间t2的计算式包括： 其中，Q3和Q4分别为所述第三流量和所述第四流量，V1和V2分别为20℃、0.1MPa下所述剩余SF6混合气体中的SF6气体的第一体积和其它气体的第二体积，a1％和b1％分别为所述第二储气罐中的所述剩余SF6混合气体的混合比中的SF6气体的占比和其它气体的占比，ρg1和ρf1分别为所述剩余SF6混合气体的温度下所述剩余SF6混合气体中的SF6气体的第二密度和20℃，0.1MPa下所述剩余SF6混合气体中的SF6气体的第三密度，V为所述第二储气罐的体积，P2S为所述剩余SF6混合气体的温度下所述剩余SF6混合气体中的其它气体第二分压，T0为所述剩余SF6混合气体的温度； 其中，基于检测的所述第二储气罐中的所述剩余SF6混合气体的混合比和压强，采用道尔顿分压定律，计算所述剩余SF6混合气体的温度下所述剩余SF6混合气体中的SF6气体第二分压和其它气体第二分压； 其中，基于所述SF6气体第二分压，采用Beattie-Bridgman气体状态方程，计算所述SF6气体的第二密度； 其中，采用Beattie-Bridgman气体状态方程，计算所述SF6气体的第三密度。 7.一种应用如权利要求1～6任一项所述的SF6混合气体的补仓方法的补仓装置。 8.根据权利要求7所述的补仓装置，其特征在于，包括：SF6储气瓶、其它气体储气瓶、第一储气罐、第二储气罐、缓冲罐、吸附塔和补仓口； 所述SF6储气瓶和所述其它气体储气瓶均与一汇合管道连通，所述汇合管道、所述第一储气罐、所述缓冲罐和所述补仓口通过管道依次串联，所述第二储气罐、所述吸附塔和所述补仓口通过管道依次串联。 9.根据权利要求8所述的补仓装置，其特征在于： 所述SF6储气瓶与所述汇合管道连通的管道上依次设置第一减压阀和第一质量流量控制器； 所述其它气体储气瓶与所述汇合管道连通的管道上依次设置第二减压阀和第二质量流量控制器； 所述汇合管道上设置第一电磁阀； 所述第一储气罐通过管道与第一压缩机连通，形成一闭环回路； 所述第二储气罐设置有第一压力传感器； 所述缓冲罐和所述补仓口连通的第一管道上依次设置第二电磁阀和第二压缩机； 所述第一管道的靠近所述补仓口的位置设置第二压力传感器和温度传感器； 所述缓冲罐和所述补仓口连通的第二管道上依次设置第三电磁阀、混合比检测仪和针阀，所述第二管道连通所述第二压缩机和所述补仓口之间的所述第一管道； 所述吸附塔和所述补仓口连通的管道上设置第四电磁阀； 所述第二储气罐和所述吸附塔连通的第三管道上设置第五电磁阀； 所述第二储气罐通过第四管道连通所述混合比检测仪，所述第四管道上依次设置第六电磁阀和第七电磁阀，所述第四管道连通所述第二电磁阀和所述第二压缩机之间的所述第一管道，所述第四管道连通所述第三管道； 所述第四管道连通真空排气口，所述第四管道的靠近真空排气口的位置设置真空计和真空泵。